用 Thunk 实现 COM 的挂钩

原文链接:http://www.titilima.cn/show-557-1.html

COM 的挂钩其实已经是一个很古老的话题了,其核心技术就是替换 COM 对象虚表中相应位置的函数指针,从而达到挂钩的效果。顺便说一句,这个方法和内核的 SSDT 挂钩是十分类似的。其相应的实现代码也十分简单,如下所示:

需要指出的是,这里要使用 VirtualProtect 改变虚表的页面属性,就像挂钩 SSDT 时要改变 cr0 的保护属性一样。
整个的挂钩过程及使用类似于这个样子:

这种挂钩的方式有一个局限性,就是挂钩函数 HookQueryInterface 不能作为一个非 static 的类成员函数来实现。与之类似,Win32 的 WNDPROC 也无法使用非 static 的类成员函数来封装,实乃一大憾事。

当然,我们可以通过非常规的方法来解决这个问题,比如 thunk。

在开始实现我的 thunk 之前,先来看看一个 COM 方法调用的过程,考虑如下代码:

这个调用过程所对应的汇编代码为:

push 2
mov eax,dword ptr [pa]
; vptr
mov ecx,dword ptr [eax]
; this
mov edx,dword ptr [pa]
push edx
mov eax,dword ptr [ecx]
call eax

也就是说,一个 COM 方法调用的压栈顺序为:

  1. 由右至左的各个参数,也就是 STDCALL 调用约定的压栈顺序;
  2. this 指针;
  3. 当然,还有 call 的返回地址,这个压栈是在 call 指令内部完成的。

从上面可以看出来,为了把一个 COM 调用重定向到我们自己的类成员函数中,需要做以下工作:

  1. 保留原 COM 方法的各个参数;
  2. 保留原 COM 对象的 this 指针;
  3. 加入我们自己类对象的 this 指针;
  4. 保留 call 原有的返回地址。

简单说来,这个重定向的过程是将堆栈中插入另外一个 this 指针,仅此而已。

明确了这个操作的步骤,我们可以写出如下的 thunk 代码,这段代码将被放到目标 COM 对象的虚表中。

; 弹出 call 的返回地址
pop eax
; 加入自己的 this 指针
push this
; 重新压入 call 的返回地址
push eax
; 跳至挂钩函数之中
jmp addr

相应地,我们为这个 thunk 定义一个结构:

以及一个用于保存挂钩信息的结构:

最后,就可以实现这个升级版的挂钩函数了,如下:

测试代码如下,使用 B 类中的 hook_foo 挂钩了上文中的 A::foo。

其中 member_cast 用于非 static 成员的类型转换,可以参考《获取成员函数的指针》一文,再次感谢 likunkun 所提供的优雅解决方案。
点此下载全部示例代码

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